中国绿色氢新时代：2030年可再生氢100 GW路线图（英）

中国绿色氢能新时代：2030年可再生氢能100吉瓦路线图 2022年9月报告/ 作者和确认 作者 挺李 刘魏,中国氢联盟研究所Yanming湾,中国氢联盟研究所哲王梦露张 燕,中国氢联盟研究所 作者按字母顺序列出。除非另有说明，RMI的所有作者。 其他贡献者 金,以前RMI Shuyi李RMI Chenjiang肖,中国氢联盟研究所林,中国氢联盟研究所卡罗琳•朱以 前RMI 联系人 梦露张 燕, 版权和引用 李婷，刘伟等，中国绿色氢新时代：2030年可再生氢100吉瓦路线图，RMI，中国氢联盟研究所，2022， https://rmi.org/insight/chinas-green氢新时代/. RMI重视合作，旨在通过分享知识和见解来加速能源转型。因此，我们允许感兴趣的各方通过知识共享CCBY-SA4.0许可证引用，分享和引用我们的工作。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/. 除非另有说明，否则所有图片均来自iStock。 致谢 作者衷心感谢所有通过访谈和支持为这项研究贡献时间和专业知识的公司，学术界和机构的专家和代表。 对RMI 通过市场驱动的繁荣、零碳的未来，为所有人改变全球能源系统。我们在 政策制定者，社区和非政府组织，以确定和扩大能源系统干预措施，至少减少温室气体排放 科罗拉多州;纽约市;奥克兰，加利福尼亚州;华盛顿 关于中国氢能联盟研究院 中国氢能联盟研究院致力于打造国家级氢能产业智库，聚焦氢能产业数字化、质量、生态新型基础设施建设，积极推进我国氢能政策规划设计、标准制定、项目示范。其成就包括出版物《与氢一起成长》、 《氢能产业报告白皮书》、《氢能大数据》和《氢能领跑者行动》 氢标准化协同创新平台与氢质量联合实验室;并领导国家能源局中欧氢能技术创新专项。 表的内容 执行概要 07 实现双碳目标 07 工业环境 国家氢能计划作为产业蓝图 到2030年可再生氢100发展模式展望 与大型基地大规模开发 可再生氢容量的区域发展展望 为下一阶段的发展建议 开展氢能大型基地规模化示范，推动氢价值链成本快速下降 47 可再生氢项目建设 整合氢能产业与专家资源，推动产业技术标准制定 尾注 执行概要 我中国启动了能源供应结构和消费需求向清洁、低碳、安全能源未来的 全面转型，开始着力建设以可再生能源为主导的新型零碳能源体系。随着可再生能源的大规模应用，可再生氢— —一种新型清洁能源——将发挥作用。 唯一的解决方案，包括石化，钢铁，重型公路运输，航运和航空。 产业转型，地方政府逐步将氢气纳入其分阶段 氢能产业长期发展的核心。 氢能在近期和中期的发展包括：以区域为重点的协调发展， 2本研究分析了化工、钢铁和交通运输三个行业以及七个地区（东北、华北、华中、华南 、华东、西北和西南）的目标。 在构建分析模型时，本研究考虑了每个部门产能需求的变化，直到 各地区可再生氢的产量、装机容量、重点发展产业、来源，为支持《氢能发展中长期规划》，为促进可再生氢产业发展提出建议 我二世 的主要结论和建议是: • • 化工行业传统的化石基氢气生产以及钢铁和运输部门技术突破带来的新需求。 • 可再生资源，以及华北和华东地区，工业对氢气的需求量很大。 •必须通过对氢谷模型进行强有力的大规模示范，并通过改善可再生氢工业对当地发展条件的规划，降低氢工业中各种元素的成本。 • 氢在中国能源转型和实现双碳目标中的重要性 未来 2020年9月，中国政府发布双碳目标，开启能源新时代 消费方面的进程将加快。 同时，重工业、航运、航空等排放密集型产业在一定程度上仍将依赖化石能源的消费，由于技术可行性和成本原因，将面临实现大规模可再生能源替代的挑战。因此，过渡路径 化工原料化学和石化 产品铁和钢水泥航 空运输 铁路轻型重型道路公路 建筑 0%25%50%75%100% 生物能源能 氢氨合成燃料工业余热太阳能热 来源:RMI分析 钢 水泥 化学物质 光公路运输 沉重的公路运输 航运 航空 建筑 电力系统 运输 行业 主要角色一些角色小角色没有作用 这些部门将依赖新的清洁能源，如氢气，生物质和合成燃料。根据我们的 氢气被广泛用作二次能源，包括作为多种替代能源 和原料和能源。 •氢气主要用于重型公路运输，航运，航空和发电等行业作为燃料。 如石油，天然气和煤炭，氢气是一种零排放的清洁能源，可用作加热或供电的燃料。目前，氢作为燃料的使用在全球范围内仍然有限，主要是 氢能涡轮机，以及基础设施和政策标准不足。 •氢气主要用于钢铁和化学品等行业作为原料。氢气是一种重要的工业气体。作为许多化合物的基本元素之一，其强还原性用于许多化学反应中。化工行业使用氢气生产甲醇和 氨、铁冶炼使用氢气作为还原剂，许多高端材料在其生产过程中需要使用氢气。 脱碳的选项 电 氢 基于氢燃料 生物质 碳捕获 较低的技术准备 热产生 直接减少了 潜在的热源 热产生 热生产和原料 主要是原料 长途货运 短途只短途只 短途只短途只 氨 合成燃料 生物喷气燃料 沼气取暖 更高的成本 展览2.氢气在每个部门的脱碳路线中的作用 •氢气主要作为能量载体用于电力储存。在某些环境条件和容器中储存液态或气态氢或将氢气转化为 零碳转型，氢气将在化工、钢铁、重型道路运输等行业的脱碳中发挥关键作用，并将逐步扩大其在航运、航空等领域的应用。 换句话说，氢气供应将以低碳和清洁的技术路径为主， 35 几百万吨H 权力 其他行业 航空40 20 光道路运输航运 沉重的公路运输化学物质0 20222022204020502060 资料来源：RMI分析，基于中国氢联盟研究院2020年氢气需求数据 的过渡 氢气不太可能直接从大自然中获得，而是需要通过以下方式生产 和水电解。到目前为止，氢气作为化工生产的原料和中间产物是 稳定的输出。 水电解制氢依赖于清洁能源，并有可能实现 零碳、水电解将是制氢最重要的途径，需要以更高的优先级进行开发。然而，用于制氢的水电解仍处于初始阶段。成本高于其他制氢路线。 •格雷氢:从化石燃料（如煤和天然气）中提取的氢气，排放量相对较高，但成本较低。 •蓝色氢:从化石燃料中提取的氢气，并配备了碳捕获和储存 •绿色氢:电解槽通过太阳能光伏等可再生能源产生的氢气 • 发展。 氢气通过电解槽经核电产生，通常可以实现接近零排放，但大规模发展更依赖于核电的技术和 为了实现碳中和的宏伟目标，有必要促进碳中和的大规模应用 重工业。对零碳情景下氢在各行业的应用规模和整体能源结构的分析表明，减排量超过200亿吨 可再生氢气将成为运输、钢铁和化工行业的主要零碳原料。此外，氢能产业链的建立也可以充分推动 和操作费用。 展览4.2020-2060年各行业氢气应用累计减排量（1000亿吨） 14.3 公路运输 2.8 化学物质 4.7 钢 1.3 运输和航空 来源:RMI分析 3 在短时间内生产可再生氢气的比例。因此，有必要利用 氢在中国整体。 •短期：专注于多样化的应用，同时考虑竞争力和清洁度。 短期内，培育氢气上下游产业链，在降低全生命周期成本的同时，为绿色氢气的推广应用铺平道路。 •基于渐进 基础设施和产业链的改善，可再生氢的成本将接近化石能源制氢的成本。当前，要通过强化市场机制和政策措施， 引导和鼓励生产和应用，逐步实现各种应用中可再生氢气利用的过渡。 •长期：实现可再生氢能与电力行业融合的全面突破。随着成本的进一步优化和技术的提高，有必要继续发展产业链，优化可再生氢气生产和消费的环境，进而促进可再生能源的应用 氢在重点产业中充分实现化石能源在重工业和长途运输中由可再生氢替代。 3信息由中国氢能联盟研究所提供，用于本研究目的。 中国总体政策和产业背景下的“可再生氢100” 同时,所有省份 氢能发展的政策和产业框架。 以可再生氢为核心，从生产、储运、基础设施等全产业链角度完成总体规划，突出市场主体作用，为氢能产业高质量发展提供行动指引。2 • 运输和储存。应与工业部门建立氢气供应系统 • 应广泛推广生产，以支持碳峰值目标的实现。 • 应建立环境，涵盖交通，储能和工业。可再生氢的份额在支持绿色能源转型和发展方面发挥着重要作用。 在未来: • 氢气，以及氢气生产，储存和运输的核心技术，并开发产业创新的技术支持平台和人才培养机制。 •协调氢能基础设施建设。规划基础设施，专注于生产，并基于行业发展的进展。选择最佳技术途径 根据资源位置生产氢气。优先使用工业副产品氢气，并鼓励附近消费。同时，积极推进可再生能源制氢试点和示 范项目。在氢气消费规模较大的地区设立氢气生产基地，逐步推进储运和加氢网络系统规划。 •稳步推进氢气的多样化示范应用。将交通、储能、分布式发电、工业应用等识别为核心应用场景。通过试点示范项目建立大规模开发。 •加快完善支持氢能产业发展的政策和制度体系。 配套政策 系统完善大规模生产消费 国家和地方各级的氢气和可再生氢气。制定并严格执行标准的制氢、储氢、输储、输储、用氢体系，并积极对氢气进行试验。 存储和交易机制。 工业并促进了氢气产业链，特别是可再生氢气在下一阶段的部署，推广和应用。 建立了清洁低碳发展的原则，重点是发展可再生能源制氢。它包括严格控制化石能源制氢，为氢能行业设定绿色低碳发展目标。与可再生能源制氢相关的技术任务改善和加速氢气 该计划建议如下: •协调推进清洁低碳、低成本制氢体系建设。 •在焦化、氯碱、丙烷脱氢产业集中的地区，优先使用工业副产氢。 •优先考虑在太阳能，风能和水力资源丰富的地区通过可再生能源生产氢气的示范。 •建立支持氢能绿色低碳发展的政策制度保障体系。 •研究和探索可再生能源制氢优惠电价政策，促进清洁低碳标准体系优化。 其次，该计划非常重视氢的多样化应用的示范。 氢应用示范将在运输中有序推进 风能、太阳能、水电加氢能储能的应用模式。应协调发电领域的各种应用，以部署分布式热电联产氢气和电力的微电网。氢气在工业部门的应用应探索用可再生能源生产氢代替化石能源的示范 最后，该计划为氢气的发展创造了前所未有的机遇，移动场景。 建立产业体系的重要性，鼓励地方政府制定扶持性政策和设计基础设施，确立市场主体作用，从而开拓空间 生产应用积极推动各行业和地区开展大规模试点示范，成为全行业发展的加速器。 该计划以增加可再生氢气生产的份额为最终目标，旨在改善氢气生产链上的技术和基础设施，并为通过配套政策措施大规模应用可再生氢能，助力加速 除该计划外，氢能行业的发展仍需进一步细化指引，区域和行业层面的可再生氢生产和安装目标应明确 第二，鉴于该计划的指导原则是促进高质量工业发展和协调基础设施建设，避免从众行为，需要新的发展目标：加强区域和地方工业发展的重点和突破。 应在大规模商业氢气应用中评估还原。每个应用场景中试点示范的规模化发展应与制氢成本和应用成本保持一致。应制定氢气特别是可再生氢气的中长期应用目标，以鼓励氢气行业增强竞争力。 设定到2030年100吉瓦的可再生氢容量目标，以推动绿色氢在工业中的快速应用 各行业、各地区的政策体系是不完善的。试点和示范项目 在转型倡议中提出了可再生氢生产和安装的目标框架，并提出中国可再生氢电解槽的装机容量可以 time，在氢气和可再生氢气的关键发展领域，个别公司已经在进行重大试点项目。但上下游的业务合作是不能实现的。 可再生氢气的潜力满足了日益增长的氢气需求并逐步取代化石燃料用于氢气生产，技术和成本的优化，以及基础设施发展的改善，该目标有望为政策和产业的发展提供前瞻性的参考。 100吉瓦装机容量目标以到2060年的碳中和目标为指导 100吉瓦情景下可再生氢能的发展 能源消耗是如果燃料。 累计装机容量增长